Hằng Số (Constant) Là Gì? Giải Thích Đơn Giản, Chi Tiết Từ A-Z

1

Hằng số (Constant) là một khái niệm cơ bản trong lập trình và toán học, dùng để chỉ một giá trị đã được xác định và không thể thay đổi trong suốt quá trình thực thi của chương trình hoặc bài toán.

Hang-so-la-gi
Hang-so-la-gi750×500 63.1 KB

Nói một cách đơn giản, hằng số giống như một “hộp” chứa giá trị cố định. Một khi bạn đã đặt giá trị vào hộp này và niêm phong lại, bạn không thể mở ra để thay đổi nội dung bên trong nữa.

Khái niệm này đối lập với “Biến” (Variable) – nơi giá trị có thể được gán lại hoặc thay đổi nhiều lần trong quá trình chạy chương trình. Sự khác biệt cốt lõi nằm ở tính cố định của giá trị.

Trong lập trình, việc sử dụng hằng số giúp mã nguồn trở nên dễ đọc và dễ bảo trì hơn. Khi một giá trị cố định xuất hiện nhiều lần, việc định nghĩa nó như một hằng số giúp tránh lặp lại các con số “ma thuật”.

Nếu cần cập nhật giá trị đó trong tương lai, bạn chỉ cần sửa đổi duy nhất tại nơi khai báo hằng số thay vì phải tìm kiếm và thay đổi ở mọi vị trí nó xuất hiện trong code. Điều này làm giảm đáng kể khả năng xảy ra lỗi.

Ví dụ điển hình về hằng số trong toán học là số Pi (π≈3.14159), giá trị này luôn giữ nguyên và không bao giờ thay đổi trong các phép tính hình học hay vật lý.

Trong các ngôn ngữ lập trình, hằng số được khai báo với cú pháp riêng. Ví dụ trong ngôn ngữ C++, bạn có thể dùng từ khóa const để định nghĩa một hằng số, như const int MAX_SIZE = 100;.

Hoặc trong Java, từ khóa final được sử dụng để tạo hằng số, ví dụ: final double PI = 3.14159;. Tên hằng số thường được viết hoa toàn bộ để dễ phân biệt.

Việc hiểu và áp dụng đúng khái niệm hằng số không chỉ giúp viết code sạch sẽ, dễ quản lý mà còn góp phần đảm bảo tính chính xác của chương trình bằng cách ngăn chặn việc vô tình thay đổi các giá trị quan trọng.

Hằng số và Biến khác nhau như thế nào?

Sự khác biệt cơ bản và quan trọng nhất giữa hằng số (Constant) và biến (Variable) nằm ở khả năng thay đổi giá trị của chúng sau khi được gán lần đầu tiên. Hằng số giữ nguyên giá trị, trong khi biến có thể thay đổi.

Hãy hình dung biến như một cái “hộp” mà bạn có thể bỏ đồ vào, lấy đồ ra và thay thế bằng đồ khác bất cứ lúc nào trong khi chương trình đang chạy. Giá trị của nó linh hoạt.

Ngược lại, hằng số là cái “hộp” mà ngay khi bạn bỏ đồ vào (gán giá trị), chiếc hộp sẽ bị khóa lại vĩnh viễn. Nội dung bên trong không thể bị lấy ra hay thay đổi bởi bất kỳ phần nào khác của chương trình.

Trong mã nguồn, một biến thường được khai báo bằng cách chỉ định kiểu dữ liệu và tên, ví dụ: int count; (trong C++) hoặc let name; (trong JavaScript). Bạn có thể gán giá trị cho nó và thay đổi giá trị này sau đó: count = 10; count = 20;.

Đối với hằng số, bạn cũng cần khai báo nó với một tên và gán giá trị ban đầu. Tuy nhiên, bạn sẽ sử dụng một từ khóa đặc biệt (như const, final, hoặc quy ước) để báo hiệu rằng giá trị này là cố định. Ví dụ: const int MAX_COUNT = 100;.

Nếu bạn cố gắng thay đổi giá trị của một hằng số sau khi nó đã được khởi tạo, trình biên dịch (compiler) hoặc trình thông dịch (interpreter) của ngôn ngữ lập trình sẽ báo lỗi. Đây là cơ chế bảo vệ để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu cố định.

Ví dụ đơn giản trong Python (sử dụng quy ước đặt tên):

Python

MAX_RETRY = 3  # Hằng số (theo quy ước)
count = 0      # Biến

# Giá trị của biến có thể thay đổi
count = count + 1
print(count) # Output: 1

# Giá trị của hằng số không nên thay đổi
# MAX_RETRY = 5 # Theo nguyên tắc, dòng này không được làm

Trong ví dụ trên, count là một biến vì giá trị của nó đã thay đổi từ 0 thành 1. Ngược lại, MAX_RETRY được xem là hằng số (theo quy ước Python) và ý định là giá trị 3 sẽ không bao giờ thay đổi.

Việc phân biệt rõ ràng và sử dụng đúng Biến và Hằng số là rất quan trọng để viết mã nguồn chính xác, dễ hiểu và tránh những lỗi logic tiềm ẩn có thể xảy ra khi giá trị lẽ ra phải cố định lại bị thay đổi.

Tại sao nên sử dụng Hằng số trong Lập trình?

Việc sử dụng hằng số không chỉ đơn thuần là tuân thủ cú pháp ngôn ngữ, mà còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực giúp cải thiện chất lượng mã nguồn và hiệu quả công việc lập trình.

Hang-so-01
Hang-so-01750×451 47.2 KB

Lợi ích đầu tiên và dễ thấy nhất là tăng tính dễ đọc (Readability) của mã nguồn. Thay vì sử dụng các con số hoặc chuỗi ký tự “ma thuật” xuất hiện rải rác trong code mà không rõ ý nghĩa, bạn có thể thay thế chúng bằng các hằng số có tên gọi gợi nhớ.

Ví dụ, thay vì viết calculate_area(radius, 3.14159);, bạn có thể viết calculate_area(radius, PI); sau khi đã định nghĩa const double PI = 3.14159;. Rõ ràng, PI mang ý nghĩa hơn rất nhiều so với con số 3.14159 đơn thuần.

Thứ hai, hằng số giúp cải thiện khả năng bảo trì (Maintainability) của phần mềm. Khi một giá trị cố định (ví dụ: mức thuế, giới hạn số lần thử) cần được thay đổi, nếu bạn sử dụng hằng số, bạn chỉ cần sửa đổi giá trị tại một vị trí duy nhất – nơi hằng số đó được khai báo.

Hãy tưởng tượng giá trị thuế suất 10% xuất hiện ở 50 chỗ khác nhau trong code của bạn. Nếu thuế suất thay đổi thành 12%, bạn sẽ phải tìm và sửa 50 lần. Nếu dùng hằng số const double TAX_RATE = 0.10;, bạn chỉ cần sửa thành const double TAX_RATE = 0.12; tại một chỗ duy nhất.

Lợi ích quan trọng thứ ba là giảm thiểu sai sót. Bằng cách khai báo một giá trị là hằng số, bạn yêu cầu trình biên dịch hoặc trình thông dịch “giám sát” giá trị đó. Nếu bạn (hoặc một lập trình viên khác) vô tình viết code cố gắng thay đổi giá trị của hằng số này, hệ thống sẽ báo lỗi ngay lập tức.

Điều này giúp phát hiện sớm các lỗi logic nguy hiểm. Một lỗi thay đổi giá trị lẽ ra phải cố định có thể dẫn đến kết quả tính toán sai lệch nghiêm trọng hoặc hành vi chương trình không mong muốn, rất khó để tìm và sửa chữa sau này.

Cuối cùng, việc sử dụng hằng số giúp quản lý tập trung các giá trị cố định quan trọng của chương trình. Tất cả các hằng số có thể được gom lại ở một khu vực nhất định trong mã nguồn (ví dụ: đầu tệp, trong một lớp Constants riêng), giúp lập trình viên dễ dàng xem lại và kiểm tra các giá trị cốt lõi này.

Tóm lại, việc áp dụng hằng số không chỉ là “làm cho có” mà là một kỹ thuật lập trình tốt, giúp mã nguồn rõ ràng hơn, dễ quản lý hơn, ít lỗi hơn và tiết kiệm thời gian, công sức trong quá trình phát triển và bảo trì.

DỊCH VỤ CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM:

Khi bạn đã nắm vững các khái niệm cơ bản và sẵn sàng đưa những dòng code đầu tiên sử dụng biến, hằng số vào thực tế, việc tìm một nền tảng ổn định để chạy ứng dụng là cần thiết. Để website hoặc ứng dụng của bạn hoạt động hiệu quả trên Internet, bạn cần có không gian lưu trữ và tài nguyên xử lý phù hợp.

InterData cung cấp dịch vụ thuê Hosting giá rẻ - chất lượng - uy tín chỉ từ 1K/Ngày, cùng dịch vụ thuê VPS giá rẻ - uy tín - tốc độ cao từ 3K/Ngày, sử dụng phần cứng chuyên dụng thế hệ mới với bộ xử lý AMD EPYC Gen 3th và ổ cứng SSD NVMe U.2 tốc độ cao.

Nếu cần tài nguyên lớn hơn, dịch vụ thuê Cloud Server giá rẻ - chất lượng - cấu hình cao từ 5K/Ngày là một lựa chọn đáng cân nhắc. Các dịch vụ này đều dựa trên công nghệ ảo hóa tiên tiến, đảm bảo dung lượng được tối ưu và băng thông cao, mang lại sự ổn định cho hoạt động trực tuyến.

Cách khai báo và sử dụng Hằng số trong các ngôn ngữ phổ biến

Cú pháp để khai báo và sử dụng hằng số có thể khác nhau tùy thuộc vào ngôn ngữ lập trình bạn đang làm việc. Tuy nhiên, ý tưởng cốt lõi là sử dụng một từ khóa hoặc quy ước đặc biệt để đánh dấu rằng giá trị này là cố định.

Chúng ta sẽ cùng xem xét cách khai báo hằng số trong một vài ngôn ngữ phổ biến nhất hiện nay.

Khai báo Hằng số trong C/C++

Trong C và C++, có hai cách chính để định nghĩa hằng số: sử dụng từ khóa const hoặc sử dụng chỉ thị tiền xử lý #define.

Cách dùng const phổ biến hơn và được khuyến khích dùng cho các hằng số có kiểu dữ liệu cụ thể. Cú pháp như sau: const <kiểu dữ liệu> <TÊN_HẰNG_SỐ> = <giá trị>;

Ví dụ:

C++

const int MAX_USERS = 100;
const double PI = 3.14159;
const char NEWLINE = '\n';

Khi bạn khai báo hằng số bằng const, trình biên dịch sẽ kiểm tra kiểu dữ liệu và phạm vi (scope) của hằng số đó, cung cấp sự an toàn kiểu dữ liệu tương tự như biến thông thường.

Cách dùng #define là một chỉ thị của bộ tiền xử lý (preprocessor). Nó thay thế tất cả các lần xuất hiện của tên hằng số bằng giá trị của nó trước khi mã nguồn được biên dịch. Cú pháp: #define <TÊN_HẰNG_SỐ> <giá trị>

Ví dụ:

C

#define MAX_BUFFER_SIZE 1024
#define SUCCESS 0

Ưu điểm của #define là đơn giản và hoạt động ở cấp độ tiền xử lý, nhưng nó không cung cấp kiểm tra kiểu dữ liệu và có thể gây ra các vấn đề không mong muốn nếu không cẩn thận (ví dụ: với các biểu thức phức tạp). Vì thế, const thường được ưu tiên hơn.

Khai báo Hằng số trong Java

Trong Java, từ khóa final được sử dụng để khai báo một thực thể (biến, phương thức, lớp) không thể thay đổi sau khi được gán/khởi tạo. Đối với hằng số, bạn sẽ sử dụng final kết hợp với từ khóa static và public nếu muốn hằng số đó có thể truy cập được từ bất kỳ đâu.

Quy ước đặt tên hằng số trong Java là viết hoa toàn bộ, các từ cách nhau bằng dấu gạch dưới (_).

Cú pháp phổ biến cho hằng số toàn cục (có thể truy cập từ bất kỳ lớp nào): public static final <Kiểu dữ liệu> <TEN_HANG_SO> = <giá trị>;

Ví dụ:

Java

public static final int MAX_CONNECTIONS = 50;
public static final String DEFAULT_STATUS = "Active";
public static final double GRAVITY = 9.81;

Việc sử dụng static cho phép truy cập hằng số trực tiếp từ tên lớp mà không cần tạo đối tượng, còn public cho phép truy cập từ bên ngoài lớp. final đảm bảo giá trị không đổi.

Khai báo Hằng số trong Python

Python không có cú pháp tích hợp sẵn (built-in) để tạo ra “hằng số thực sự” theo nghĩa giá trị của chúng bị cấm thay đổi bởi ngôn ngữ. Tuy nhiên, cộng đồng Python tuân thủ một quy ước rất mạnh mẽ.

Quy ước này là đặt tên cho các biến mà bạn xem là hằng số bằng cách viết hoa toàn bộ các chữ cái, các từ cách nhau bằng dấu gạch dưới (_), tương tự như Java.

Ví dụ:

Python

MAX_ITEMS = 10
DEFAULT_FILENAME = "config.txt"
PI = 3.14159

Trong code Python, bạn hoàn toàn có thể thay đổi giá trị của MAX_ITEMS sau khi khai báo, ví dụ: MAX_ITEMS = 20. Tuy nhiên, theo quy ước chung của cộng đồng, việc này không nên được thực hiện.

Đây là một điểm khác biệt quan trọng so với C++, Java hay JavaScript (với const). Trong Python, việc hằng số không thay đổi giá trị phụ thuộc hoàn toàn vào sự kỷ luật của lập trình viên.

Mặc dù vậy, quy ước này hoạt động hiệu quả trong thực tế và được xem là cách tiêu chuẩn để định nghĩa hằng số trong Python.

Khai báo Hằng số trong JavaScript

JavaScript hiện đại (từ phiên bản ES6 - ECMAScript 2015 trở đi) cung cấp từ khóa const để khai báo hằng số.

Cú pháp rất đơn giản: const <tenHangSo> = <giá trị>;

Ví dụ:

JavaScript

const MAX_RETRIES = 5;
const PAGE_TITLE = "Trang Chủ";
const IS_ADMIN = true;

Khi sử dụng const, bạn phải gán giá trị ngay lập tức khi khai báo và không thể gán lại giá trị khác cho biến đó sau này.

JavaScript

const MIN_VALUE = 0;
// MIN_VALUE = 10; // Dòng này sẽ gây ra lỗi TypeError

Lưu ý rằng với các kiểu dữ liệu phức tạp như Object hoặc Array, const chỉ đảm bảo rằng biến đó luôn trỏ đến cùng một Object/Array trong bộ nhớ. Nội dung bên trong Object hoặc Array đó vẫn có thể bị thay đổi.

Ví dụ:

JavaScript

const user = { name: "Alice" };
user.name = "Bob"; // Hợp lệ, chỉ thay đổi thuộc tính bên trong object
// user = { name: "Charlie" }; // Lỗi! Không thể gán lại object khác cho 'user'

Mặc dù có sự khác biệt nhỏ này với Object/Array, từ khóa const vẫn là cách chuẩn và an toàn nhất để khai báo các giá trị cố định trong JavaScript.

Hang-so-02
Hang-so-02750×462 40.4 KB

Các loại Hằng số thường gặp

Khi nói về hằng số trong lập trình, chúng ta thường gặp hai loại chính: Hằng số Literal (hoặc hằng số theo nghĩa đen) và Hằng số Tượng trưng (hoặc hằng số đặt tên).

Hằng số Literal là những giá trị cố định được viết trực tiếp vào mã nguồn. Chúng không có tên gọi mà chỉ đơn giản là bản thân giá trị đó.

Ví dụ về các loại hằng số Literal:

  • Số nguyên: 10, 1000, -5. Đây là các giá trị số nguyên cố định.
  • Số thực: 3.14, 9.81, -2.5. Đây là các giá trị số có phần thập phân.
  • Ký tự: 'A', 'b', '!'. Đây là các ký tự đơn được đặt trong dấu nháy đơn.
  • Chuỗi ký tự: "Hello World", "Xin chào Việt Nam". Đây là các dãy ký tự được đặt trong dấu nháy kép.
  • Boolean: true, false. Đây là hai giá trị logic cố định (đúng/sai).

Các hằng số Literal được sử dụng rộng rãi trong mọi chương trình. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng một cách trực tiếp quá nhiều (gọi là “magic numbers” hoặc “magic strings”) có thể làm giảm tính dễ đọc và bảo trì của code, như đã đề cập ở phần trước.

Hằng số Tượng trưng (Symbolic Constants), hay còn gọi là hằng số đặt tên, chính là loại hằng số mà chúng ta đã thảo luận chi tiết ở trên. Chúng là các giá trị Literal được gán cho một cái tên (định danh).

Ví dụ: const double PI = 3.14159;. Ở đây, 3.14159 là hằng số Literal, còn PI là hằng số Tượng trưng (được đặt tên).

Việc sử dụng Hằng số Tượng trưng thay cho Hằng số Literal trực tiếp là một kỹ thuật lập trình tốt. Nó giúp gán ngữ cảnh và ý nghĩa cho các giá trị, làm cho code minh bạch hơn và dễ quản lý hơn rất nhiều.

Trong thực tế lập trình, khi nói đến “hằng số”, chúng ta thường đề cập đến Hằng số Tượng trưng, bởi vì đây là những giá trị mà lập trình viên chủ động định nghĩa và đặt tên để sử dụng trong code của mình.

Ví dụ thực tế về Hằng số

Hằng số được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và tình huống lập trình khác nhau. Dưới đây là một vài ví dụ thực tế để bạn dễ hình dung hơn.

Ví dụ 1: Các hằng số Toán học hoặc Vật lý

Các giá trị toán học hoặc vật lý không đổi là ứng viên lý tưởng cho hằng số.

C++

// Trong C++
const double PI = 3.141592653589793;
const double SPEED_OF_LIGHT = 299792458; // meter/second
const double GRAVITATIONAL_CONSTANT = 6.67430e-11; // Nm^2/kg^2

double calculate_circle_area(double radius) {
    return PI * radius * radius;
}

Việc sử dụng PI giúp người đọc code ngay lập tức hiểu con số 3.14159… đại diện cho cái gì. Tương tự với các hằng số vật lý phức tạp khác.

Ví dụ 2: Các giá trị cấu hình cố định

Các giá trị cài đặt hoặc cấu hình mà không thay đổi trong suốt quá trình chạy ứng dụng thường được định nghĩa là hằng số.

Java

// Trong Java
public static final int DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS = 30;
public static final String API_BASE_URL = "https://api.example.com/v1/";
public static final int MAX_CONNECTION_POOL_SIZE = 10;

Những giá trị này giúp chuẩn hóa các tham số quan trọng trong hệ thống. Nếu cần thay đổi URL API, chỉ cần sửa một chỗ duy nhất.

Ví dụ 3: Các giới hạn hoặc kích thước cố định

Kích thước tối đa của một mảng, số lượng mục tối đa trong một danh sách, hoặc các giới hạn về kích thước, số lượng thường là hằng số.

C

// Trong C
#define MAX_ITEMS_IN_CART 50
#define BUFFER_SIZE 1024

char buffer[BUFFER_SIZE]; // Sử dụng hằng số cho kích thước mảng

int add_item_to_cart(Item item) {
    if (current_items < MAX_ITEMS_IN_CART) {
        // Thêm mục vào giỏ hàng
        return 1; // Success
    }
    return 0; // Failed, cart is full
}

Việc dùng MAX_ITEMS_IN_CART rõ ràng hơn nhiều so với việc viết trực tiếp số 50 vào câu lệnh if.

Ví dụ 4: Các mã trạng thái hoặc mã lỗi

Trong các hệ thống, các mã số hoặc chuỗi ký tự đại diện cho trạng thái hoặc lỗi thường được định nghĩa là hằng số để dễ quản lý và so sánh.

JavaScript

// Trong JavaScript
const STATUS_SUCCESS = 200;
const STATUS_NOT_FOUND = 404;
const ERROR_INVALID_INPUT = "ERR_001";

function process_request(request) {
    if (request.status === STATUS_SUCCESS) {
        // Xử lý thành công
    } else if (request.status === STATUS_NOT_FOUND) {
        // Xử lý không tìm thấy
    }
    // ... các trạng thái khác
}

Sử dụng STATUS_SUCCESS thay cho số 200 trực tiếp giúp code tự giải thích hơn. Tên hằng số nói lên ý nghĩa của giá trị mà nó đại diện.

Những ví dụ này cho thấy hằng số không chỉ là một khái niệm lý thuyết mà là một công cụ thiết thực, giúp lập trình viên viết mã nguồn tốt hơn trong công việc hàng ngày.

Tóm tắt và Lời khuyên

Qua bài viết này, chúng ta đã cùng tìm hiểu chi tiết về Hằng số (Constant) – một khái niệm cốt lõi trong lĩnh vực lập trình và khoa học máy tính.

Chúng ta đã định nghĩa hằng số là một giá trị cố định, không thể thay đổi sau khi được khởi tạo, khác biệt căn bản với biến (Variable) có thể thay đổi giá trị linh hoạt.

Việc sử dụng hằng số mang lại nhiều lợi ích quan trọng như làm cho mã nguồn dễ đọc hơn, dễ bảo trì hơn, giảm thiểu rủi ro do lỗi vô ý thay đổi giá trị, và giúp quản lý tập trung các giá trị cố định.

Các ngôn ngữ lập trình khác nhau có cú pháp riêng để khai báo hằng số, ví dụ như const trong C/C++ và JavaScript, final trong Java, hoặc sử dụng quy ước đặt tên viết hoa toàn bộ trong Python.

Có hai loại hằng số chính: Hằng số Literal (các giá trị viết trực tiếp như số, chuỗi) và Hằng số Tượng trưng (các giá trị Literal được gán cho một cái tên).

Lời khuyên quan trọng cho người mới bắt đầu học lập trình là: Hãy tập thói quen sử dụng hằng số cho tất cả các giá trị mà bạn biết chắc chắn sẽ không thay đổi trong suốt quá trình chạy chương trình của mình.

Điều này bao gồm các giá trị toán học, vật lý, các thông số cấu hình cố định, các giới hạn, kích thước, hoặc các mã trạng thái/lỗi. Đừng ngại định nghĩa một hằng số ngay cả khi giá trị đó chỉ xuất hiện vài lần.

Tuân thủ quy ước đặt tên (ví dụ: viết hoa toàn bộ) giúp các lập trình viên khác (và chính bạn sau này) dễ dàng nhận ra đâu là hằng số trong mã nguồn.

Áp dụng kỹ thuật sử dụng hằng số là một bước quan trọng để nâng cao chất lượng mã nguồn của bạn từ mức hoạt động được lên mức “chuẩn chuyên nghiệp”, dễ quản lý và phát triển lâu dài.

Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn rõ ràng và chi tiết nhất về hằng số trong lập trình!

Nguồn tham khảo: Hằng Số Là Gì? Giải Thích Constant Trong Lập Trình (Kèm Ví Dụ) - InterData